本文關(guān)鍵詞：粉末電爆制備碳納米材料方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電爆炸法因能量利用率高、工藝參數(shù)可調(diào)、制備產(chǎn)物純度高等優(yōu)勢(shì),近來(lái)成為一種新型的納米材料制備技術(shù)。通常以絲材作為電爆材料來(lái)制備納米粉體,如Cu、Ni、Mo等,而一些材料很難制成絲,以粉末作為電爆材料也具有一定的優(yōu)勢(shì),既可以用于電爆噴涂也可以用于材料合成。本文將天然石墨粉作為電爆材料來(lái)制備碳納米材料,具有一定的創(chuàng)新和實(shí)際工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。本文在本實(shí)驗(yàn)室已有研究成果基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種粉末電爆制備碳納米材料的裝置。該裝置主要由約束爆炸裝置、送粉裝置、高壓充電電路、收粉裝置等組成。電動(dòng)伸縮桿帶動(dòng)載料桿運(yùn)動(dòng),載料桿與約束套形成一端封閉一端開(kāi)口的約束管,粉末經(jīng)送粉器定量輸送至載料桿。當(dāng)粉末隨載料桿運(yùn)動(dòng)到離高壓電極合適位置,借助氣體放電機(jī)制,將脈沖大電流導(dǎo)入粉末,粉末在約束管內(nèi)發(fā)生電爆炸。利用該裝置,以天然石墨粉為原料,在一定電壓不同約束管截面,和一定約束管截面不同電壓下,進(jìn)行電爆試驗(yàn)。通過(guò)顯微觀察分析制備產(chǎn)物形態(tài)變化,對(duì)一定約束管截面不同電壓下的制備產(chǎn)物進(jìn)行拉曼表征分析。初始電壓8kv,約束管截面直徑為3、4、5和6mm時(shí),制備產(chǎn)物形態(tài)沒(méi)發(fā)生變化,以顆粒型存在。在較小截面約束管,制備產(chǎn)物中除存在球形顆粒外還存在多面體顆粒,增加約束管截面,制備產(chǎn)物中多面體顆粒減少。在約束管截面直徑為4mm,電壓8、9、10和11kv時(shí),制備產(chǎn)物中既存在顆粒型又有片層狀。隨電壓升高制備產(chǎn)物中顆粒形態(tài)減少,片層狀增多。電爆炸非平衡過(guò)程使粉末在約束管內(nèi)發(fā)生電爆炸瞬間,氣相和液相粒子并存。爆炸產(chǎn)物噴射出約束管,液相粒子凝固形成球形顆粒,氣相粒子凝華形成多面體顆粒,爆炸瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊波使石墨發(fā)生層狀剝離,即制備產(chǎn)物中出現(xiàn)片層狀。沉積在粉末上的能量密度隨電壓升高增加,伴隨爆炸瞬間產(chǎn)物中氣相份額大于液相,進(jìn)而制備產(chǎn)物中顆粒型減少片層狀增多。在約束管截面直徑4mm,對(duì)不同電壓下制備的碳納米材料進(jìn)行拉曼光譜分析,發(fā)現(xiàn)石墨粉電爆炸后發(fā)生了納米化,制備產(chǎn)物中的顆粒為納米石墨顆粒,片層狀為石墨烯。特別在電壓11kv時(shí),制備產(chǎn)物中出現(xiàn)了大量片層狀,通過(guò)拉曼光譜分析,及計(jì)算IG′/IG強(qiáng)度比,可以認(rèn)為在該電爆參數(shù)下出現(xiàn)的片層狀為層數(shù)在4層左右的石墨烯。
【關(guān)鍵詞】：管內(nèi)約束 粉末電爆 能量密度 納米石墨顆粒 石墨烯
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 碳納米材料的制備方法10-16
• 1.1.1 電弧放電法11-12
• 1.1.2 激光燒蝕法12
• 1.1.3 化學(xué)氣相沉積(CVD)法12-13
• 1.1.4 炸藥爆轟法13-14
• 1.1.5 電爆材料合成法14-16
• 1.2 電爆炸法制備碳納米材料16-18
• 1.2.1 管內(nèi)約束電熱爆的發(fā)展及應(yīng)用16-17
• 1.2.2 管內(nèi)約束粉末電爆炸法制備碳納米材料的原理17-18
• 1.2.3 電爆炸法制備碳納米材料的特點(diǎn)18
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 粉末電爆炸制備碳納米材料裝置20-38
• 2.1 引言20-21
• 2.2 電爆炸法制備碳納米材料裝置21-36
• 2.2.1 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)21-22
• 2.2.2 約束爆炸裝置22-29
• 2.2.3 送粉裝置29-33
• 2.2.4 高壓電路33-34
• 2.2.5 收粉器34-35
• 2.2.6 電爆室35-36
• 2.3 本章小結(jié)36-38
• 第3章 電爆炸石墨粉工藝試驗(yàn)38-44
• 3.1 引言38
• 3.2 試驗(yàn)方法38-39
• 3.3 粉末量和初始電壓對(duì)起爆可靠性影響39-40
• 3.4 粉末電爆炸過(guò)程中約束管發(fā)生消融現(xiàn)象40-41
• 3.5 粉末電爆過(guò)程電信號(hào)測(cè)定41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 第4章 粉末電爆炸制備碳納米材料44-52
• 4.1 引言44
• 4.2 試驗(yàn)方法44
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析與討論44-50
• 4.3.1 電爆炸制備碳納米材料形成過(guò)程分析44-46
• 4.3.2 初始電壓對(duì)制備產(chǎn)物形貌影響46-47
• 4.3.3 落粉槽截面對(duì)制備產(chǎn)物形貌影響47-49
• 4.3.4 碳納米材料拉曼光譜分析49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 致謝57-58
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄58

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：粉末電爆制備碳納米材料方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：266660